TWI765205B - 平板型定量體液樣品採集裝置和其製作方法 - Google Patents

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Abstract

一種平板型定量裝置，用以定量與操作一體液樣品，包含：一裝置本體、一體液樣品流道、一空氣泵浦以及一空氣通道。該裝置本體呈平板狀，該體液樣品流道設置於該本體內，且具有一體液樣品入口、一中段岔口和一體液樣品出口，其中該中段岔口與該體液樣品出口間具一特定距離，且容許自外界觀察該體液樣品在該特定距離內之一程度。該空氣泵浦用以提供一操作氣壓。該空氣通道具有一第一端和一第二端，其中該第一端連接於該空氣泵浦，且該第二端連接於該中段岔口，該體液樣品流道在該特定距離內之體積係該體液樣品之一定量。

Description

平板型定量體液樣品採集裝置和其製作方法
本發明係關於一種體液樣品採集裝置，特別是一種平板型定量體液樣品採集裝置和其製作方法。
滴管是在實驗室中常用來採集體液樣品的工具。傳統的滴管，例如乳頭滴管，是由一根截面近似圓形的玻璃或透明塑膠管搭配一端作為手動氣壓泵浦的彈性橡皮球形元件所構成。這樣的裝置結構簡單容易製作，但難以控制所採集與送出的液體樣品量。許多生化分析需要定量的體液樣品採集，以提供特定生理參數關於濃度或單位體積數量的基本數據。傳統的滴管無法用以實現定量採集的功效，所以不適用於定量體液樣品採集。
請參閱第1圖，其顯示一種習知可用於定量採集體液樣品的改良式滴管10。如圖，改良式滴管10具有一般滴管的乳頭型氣囊11，可當作是手動空氣泵浦元件。空器通道12的兩端分別連接於氣囊11和體液樣品收集囊13，體液樣品收集囊13上方的另一側配置有樣品汲取流道14。使用時如同一般的乳頭滴管的操作方式，用手指捏住氣囊11而將其內部的空氣擠出後，移動改良式滴管10而利用大氣壓力讓體液樣品1沿樣品汲取流道14進入其內，而多餘的體液樣品1會溢流入體液樣品收集囊13，使得樣品汲取 流道14內維持全滿的狀態。而當使用者再次將氣囊11擠壓時，多餘的體液樣品1可保持在體液樣品收集囊13中，這樣一來，就可以獲得相當於樣品汲取流道14中固定體積的體液樣品，實現一種定量採集的功效。
然而上述的改良式滴管10在操作過程中為了達到定量採集的功效，無可避免的需要浪費掉保存於體液樣品收集囊13中的多於樣品。這類型的產品基本上是管狀的外型，具有一定的厚度，占據儲存空間。而且這種滴管設計概念為單一裝置，無法讓它具備其它的擴充功能，諸如過濾篩取或是於流道中配置檢測用的反應物質。
因此，如何能夠避免上述的缺點，是需要解決的技術問題。
依據本發明一實施例，提出一種平板型定量裝置，用以定量與操作一體液樣品，包含：一裝置本體、一體液樣品流道、一空氣泵浦以及一空氣通道。該裝置本體呈平板狀，該體液樣品流道設置於該本體內，且具有一體液樣品入口、一中段岔口和一體液樣品出口，其中該中段岔口與該體液樣品出口間具一特定距離，且容許自外界觀察該體液樣品在該特定距離內之一程度。該空氣泵浦用以提供一操作氣壓。該空氣通道具有一第一端和一第二端，其中該第一端連接於該空氣泵浦，且該第二端連接於該中段岔口，該體液樣品流道在該高度內之體積係該體液樣品之一定量。
依據本發明另一實施例，提出一種用於製做一平板型定量裝置的方法，包含下列步驟：提供具有一透明性質的一上層平板；提供一下層平板；提供一中層平板；以及將該下層平板、該中層平板和該上層平板依序堆疊配置。該中層平板具有：一體液流道空間，具有一體液入口位置 和一體液出口位置；一空氣通道空間；以及一分岔口，位於該空氣通道空間和該體液樣品流道空間的交會處，其中該體液樣品流道空間從該分岔口到該體液出口位置之區域形成一定量容積通道空間。
依據本發明另一實施例，提出一種平板型定量裝置，用以定量與操作一體液樣品，包含：一空氣泵浦，用以提供一操作氣壓、一第一平面表面、以及一第二平面表面。該第二平面表面相對立於該第一平面表面而設置，以形成該定量裝置，而於其間形成：一體液樣品流道以及一空氣通道。該體液樣品流道具有一體液樣品入口、一流道中段、和一體液樣品出口。該空氣通道具有一第一端和一第二端，其中該第一端連接於該空氣泵浦、該第二端於該流道中段交叉於該體液樣品流道、該空氣通道和該體液樣品流道自該流道中段共用一共用區域、該共用區域定義該體液樣品之一定量、該共用區域具一特定距離，且容許自外界觀察該體液樣品在該特定距離內之一程度。
本發明所提出的平板型定量體液樣品採集裝置和製作方法，容許自外界觀察該體液樣品在該特定距離內累積的程度，操作者可以及時利用空氣泵浦將定量的體液樣品取出，減少浪費體液樣品。除了不浪費體液樣品之外，配置方式簡單，可以方便的搭配其它的功能元件，例如過濾篩取元件或是於流道中配置檢測用的反應物質，形成簡單的微型實驗室功能，而且平板的外型容易儲放與搬運，所以具有產業利用性。
1‧‧‧體液樣品
10‧‧‧改良式滴管
11‧‧‧氣囊
12/150/350/350‧‧‧空器通道
13‧‧‧體液樣品收集囊
14‧‧‧樣品汲取流道
100/200/300‧‧‧體液樣品採集裝置
101/201‧‧‧本體
110/210‧‧‧上層平板
112‧‧‧第一平面表面
116‧‧‧排氣孔
118‧‧‧泵浦通孔
114/132‧‧‧開口
120/220‧‧‧下層平板
122‧‧‧第二平面表面
130/230‧‧‧中層平板
133‧‧‧體液入口位置
134‧‧‧體液樣品流道空間
135‧‧‧體液出口位置
136‧‧‧空氣通道空間
137‧‧‧分岔口
138‧‧‧定量容積通道空間
140/240/340‧‧‧體液樣品流道
142/242/342‧‧‧體液樣品入口
144/244/344‧‧‧體液樣品出口
146/246/346‧‧‧定量容積通道
348‧‧‧後端路徑
152/252‧‧‧第一端
154/254‧‧‧第二端
160/260/360‧‧‧岔口
170/270/370‧‧‧空氣泵浦
172‧‧‧按鈕殼體
180/280/380‧‧‧樣品承載元件
182/382‧‧‧過濾膜
391‧‧‧第一反應物質
392‧‧‧第二反應物質
D‧‧‧高度
L‧‧‧特定距離
W‧‧‧寬度
θ/α‧‧‧夾角
本案得藉由下列圖式之詳細說明，俾得更深入之瞭解：
第1圖係一種習知可用於定量採集體液樣品的改良式滴管的示意圖；
第2圖係本發明平板型定量體液樣品採集裝置一實施例示意圖；
第3A-3C圖分別是第2圖中的體液樣品採集裝置於虛線a-a’、b-b’、c-c’位置的剖面示意圖；
第4圖是第2圖所示實施例中構成裝置本體的主要元件示意圖；
第5A圖係本發明平板型定量體液樣品採集裝置另一實施例示意圖；
第5B圖是第5A圖中的體液樣品採集裝置於虛線d-d’位置的剖面示意圖；
第6圖係本發明平板型定量體液樣品採集裝置另一實施例示意圖。
本發明將可由下列實施例說明而得到充分瞭解，使熟習本技藝之人士可以據以完成之，然本發明之實施並非可由下列實施例而被限制其實施型態。
取自於生物本身的體液，經常被用來作為判斷該生物的生理與健康狀況的分析樣品。用來進行生物化學分析的樣品通常需要經過處理，例如當需要分析血液中血漿的生化參數，就需要將血液樣品中的其他成份諸如血球或血小板等物質去除。血液樣品需要再以定量的方式收集，以測得特定化學成份的濃度。
請參閱第2圖，其顯示依據本發明平板型定量體液樣品採集裝置100的一實施方式。第3A-3C圖分別是第2圖中的體液樣品採集裝置100於虛線a-a’、b-b’、c-c’位置的剖面示意圖。如圖所示，體液樣品採集裝置100的本體101具有平板型的輪廓，包含向對的第一平面表面112和第二平面表面122。第一平面表面112和第二平面表面122相平行，兩者之間配置有 體液樣品流道140、空氣通道150以及岔口160。體液樣品流道140及空氣通道150基本上是位於同一層的位置，和第一平面表面112及第二平面表面122相平行。
第一平面表面112係操作平面，依據一實施例，第一平面表面112上可以配置用以提供操作氣壓的空氣泵浦170以及用以承載體液樣品1的樣品承載元件180。體液樣品流道140具有體液樣品入口142和體液樣品出口144，體液樣品入口142連接於樣品承載元件180。空氣通道150的第一端152連接於提供操作氣壓的空氣泵浦170，岔口160位於空氣通道150的另一端也就是第二端154和體液樣品流道140的交會處。當使用者透過空氣泵浦170提供操作氣壓進入空氣通道150，存在於定量容積通道146的體液樣品1就可以受到操作氣壓的推擠而從體液樣品出口144離開。
從圖中可以理解，體液樣品流道140從岔口160到體液樣品出口144之間的特定距離L形成一條定量容積通道146，而且體液樣品流道140的定量容積通道146部分和空氣通道150之間形成一個夾角θ。依據本發明一實施例，為了避免體液樣品1從體液樣品流道140經由岔口160進入到空氣通道150，夾角θ應該大於90度，也就是說夾角θ是個鈍角。
依據一實施例，為了防止體液樣品流道140中的體液樣品1通過岔口160之後向空氣通道150流動，可以在岔口160靠近空氣通道150的位置上配置排氣孔116，讓流道的毛細作用被中止，因此體液樣品1不會受到毛細作用力的影響而流入空氣通道150。配置有排氣孔116的平板型定量體液樣品採集裝置100可以讓當過濾後的體液樣品1全部被限制在體液樣品流道140之中，有助於定量的精確度。
再參閱第3A圖，依據本發明一實施例，體液樣品採集裝置100的基本結構可以由上層平板110、下層平板120、以及中層平板130。上層平板110至少沿著定量容積通道146部分具有透明性質，或者可以整面都是透明的，使得操作者可以目視體液樣品流道140中的體液樣品流動狀態，或者說是在特定距離L內所累積的程度。定量容積通道146具有寬度為W，且高度為D。因此，定量容積通道146的體積固定為L×W×D。定量容積通道146的高度D可以是由中層平板130的厚度所決定。設計者可以依據實際需要調整L的尺寸來決定體液樣品採集裝置100中的定量容積通道146的體積，進而使得每次採集體液的體積為定量。
從第3A-3C圖中，本領域專業人士可以理解，配置於體液樣品採集裝置100中的體液樣品流道140及空氣通道150兩者的高度D相當於中層平板130的厚度，而樣品承載元件180和空氣泵浦170在平面方向上的相對位置也是對應於中層平板130上面預備提供體液樣品流道140及空氣通道150的輪廓位置。
再參閱第3C圖，樣品承載元件180和空氣泵浦170配置於上層平板110的第一平面表面112上。樣品承載元件180之內可以配置用以篩取體液1的過濾膜182，依據一實施例，過濾膜182具有和樣品承載元件180相近的外型，可以填滿中層平板130上配置以提供作為樣品承載元件180所位在的空間開口。體液樣品1可以從樣品承載元件180上方的開口114進入而被樣品承載元件180的過濾膜182暫時吸收。過濾膜182可以將體液樣品1中的血球等細胞留住，而經過濾後的體液樣品1受到重力、毛細作用力或分子作用力的影響而向體液樣品流道140移動。空氣通道150直接連接到空氣泵浦 170的下方，當使用者(未顯示)用手擠壓空氣泵浦170的按鈕殼體172而致使空氣泵浦170的體積縮小而氣壓升高，原來存在於空氣泵浦170中的空氣就順著空氣通道150朝岔口160(未顯示)的方向流動，形成操作氣壓。依據一實施例，體液樣品1可能是收集自某位受檢驗者的血液，透過過濾膜182之後的血漿進入體液樣品流道140。在不同的實施例中，體液樣品1也可能是胃液、唾液、淋巴液或尿液。空氣泵浦170的實施例除了上述的手動氣壓按鈕之外，也可以是自備動力的電動空氣幫浦。
請參閱第4A-4C圖，其分別顯示前開所述實施例中的主要元件上層平板110、下層平板120、以及中層平板130的個別輪廓與特徵。這三層的平板之中至少上層平板110和下層平板120具有相同的外部輪廓，所以當上層平板110、中層平板130、以及下層平板120依序疊合之後，就可以形成第2圖中平板型定量體液樣品採集裝置100中平板狀的本體101。上層平板110上的開口114對應於中層平板130上的開口132的輪廓與位置，是配置以提供樣品承載元件180的安裝空間，其中上層平板110上開口114的尺寸可以小於中層平板130上開口132的尺寸，當過濾膜182配置於中層平板130上的開口132之後，再將上層平板110蓋上，則過濾膜182就被限制在樣品承載元件180的位置；泵浦通孔對應於中層平板130上的空氣通道空間136的一端亦即空氣泵浦170的位置，是用以搭配富於彈性的按鈕殼體172而構成手動的空氣泵浦170。中層平板130上其餘的體液流道空間134、空氣通道空間136、以及分岔口137則分別界定出體液樣品流道140、空氣通道150、以及岔口160的位置。
依據一實施例，排氣孔116可配置於上層平板110上；在另外 的實施例中，排氣孔116也可配置於下層平板120上。定量容積通道空間138具有一第一方向，空氣通道空間136具有一第二方向，而該第一方向和該第二方向之間具有一夾角θ為鈍角的關係。
依據第4A-4C圖所示，本發明提出一種用於製做一平板型定量裝置的方法，包含下列步驟：提供具有透明性質的上層平板110、提供一下層平板120、提供中層平板130以及將下層平板120、中層平板130和上層平板110依序堆疊配置成為平板型定量裝置100。中層平板130具有：體液樣品流道空間134、空氣通道空間136、以及分岔口137，分岔口137位於空氣通道空間136和體液樣品流道空間134的交會處。體液樣品流道空間134具有體液入口位置133和體液出口位置135，體液樣品流道空間134從分岔口137到體液出口位置135之間具有特定距離L，形成一個定量容積通道空間138。
從第4A-4C圖的示意可知，本發明的平板型定量體液樣品採集裝置100的本體101可以利用簡單的三層平板110/120/130組合而形成，如果想要製作用來採集不同定量體積的體液採集裝置，只需要將圖中的中層平板130抽換即可，而上層平板110和下層平板120不需要更動。因此，本發明的構想可以使得生產安裝的過程簡單且低成本，並且具有選擇上的彈性。
請參閱第5A圖，其顯示本發明平板型定量體液樣品採集裝置的另一實施例，第5B圖是第5A圖中的體液樣品採集裝置200於虛線d-d’位置的剖面示意圖。如圖，平板型定量裝置200包含上層平板210、下層平板220、以及中層平板230，三者構成本體201。上層平板210具有透明性質；下層平板220和上層平板210輪廓一致，且兩者緊密結合，而於其中形成體液樣品流道240和空氣通道250。體液樣品流道240具有體液樣品入口242和 體液樣品出口244。空氣通道具有第一端252和第二端254，其中第一端252連接於提供一氣壓的空氣泵浦270，第二端254同樣位於體液樣品出口244，空氣通道250和體液樣品流道240自岔口260開始形成共用區域，具有特定距離L，而該共用區域相當於定量容積通道246。
定量容積通道246和空氣通道250中較接近第一端252的一段之間形成一個夾角θ，而空氣通道250和體液樣品流道240在岔口260前形成另一夾角α。依據本發明一實施例，為了避免體液樣品1從體液樣品流道240經由岔口260進入到空氣通道250中較接近第一端252的一段，夾角θ應該大於90度，也就是說夾角θ是個鈍角；而依據本發明另一實施例，為了相同的理由，夾角α應該是小於90度的銳角。定量容積通道246具有特定距離L，寬度為W，且高度為D。因此，定量容積通道246的體積固定為L×W×D。定量容積通道246的高度D可以是由中層平板230的厚度所決定。設計者可以依據實際需要調整L的尺寸來決定體液樣品採集裝置200中的定量容積通道246的體積，進而使得每次採集體液的體積為定量。
請參閱第6圖，其顯示本發明平板型定量體液樣品採集裝置另一實施例。體液樣品採集裝置300可以配置於一平面上，具有體液樣品流道340、空氣通道350以及岔口360，體液樣品流道340具有體液樣品入口342和體液樣品出口344，體液樣品入口342連接於樣品承載元件380。岔口360和體液樣品出口344之間形成一定量容積通道346。依據一實施例，樣品承載元件380中配置有過濾膜382，可以過濾體液樣品1。空氣通道350的一端連接於提供操作氣壓的空氣泵浦370。當使用者透過空氣泵浦370提供操作氣壓進入空氣通道350，存在於定量容積通道346的體液樣品(未顯示)就可以 受到操作氣壓的推擠而從體液樣品出口344離開。
第6圖所示的元件配置概念和先前各實施例的內容類似，所以不重複說明細節。定量容積通道346具有呈多次彎曲或折線的後端路徑348。由於重力或毛細現象或分子作用力的作用，任何進入體液樣品流道340中的體液樣品1會朝圖中下方，也就是第2圖中箭頭的方向流動。依據一實施例，定量容積通道346上沿著體液樣品1的流動方向依序配置有第一反應物質391和第二反應物質392。第一反應物質391例如是一種試劑，可以和體液中特定的化學物質產生反應；第二反應物質392。第二反應物質392例如是一種顯示劑，可以透過顏色的表現讓第一反應物質391是否與該特定的化學物質產生反應的結果容易辨識。需要時，可以利用特殊的光學設備來幫助辨識。舉例來說，血糖濃度的測試或是體液中毒品成份的反應等等生物檢測，都可以利用本發明的裝置很容易的進行，而無需仰賴離心機或類似的大型設備。對居住在偏遠地區或是居家照護者來說，是一大福音。第一反應物質391和第二反應物質392也可以是彼此不相關的生物化學試劑，分別顯示體液中不同類型化學物質的存在與否。
依據不同實施例，定量容積通道346中用於配置反應物質391/392的部位具有較大的寬度，有利於反應物質391/392的保存以及與體液樣品1的反應。依據另外的實施例，定量容積通道346中呈彎曲或折線的後端路徑348寬度較小，這樣可以使得體液樣品經過轉折處時產生擾流、紊流或對流，有助於樣品與反應物質391/392混合均勻且充分反應。
透過上述的實施方式，本發明所提出的平板型定量體液樣品採集裝置，可以用最簡單的方式進行定量收集體液樣品，易於製作且易於 存放，並且容易搭配其他的使用需要而增加功能，可以說是技術的一大創新。
本案雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本案的範圍，任何熟習此項技藝者，在不脫離本案之精神和範圍內所作之變動與修飾，皆應屬本案之涵蓋範圍。
100‧‧‧體液樣品採集裝置
L‧‧‧特定距離
116‧‧‧排氣孔
θ‧‧‧夾角
140‧‧‧體液樣品流道
142‧‧‧體液樣品入口
144‧‧‧體液樣品出口
146‧‧‧定量容積通道
150‧‧‧氣體通道
152‧‧‧第一端
154‧‧‧第二端
160‧‧‧岔口
170‧‧‧空氣泵浦
180‧‧‧樣品承載元件

Claims (10)

  1. 一種平板型定量裝置，用以定量與操作一體液樣品，包含：一裝置本體，呈平板狀；一體液樣品流道，設置於該本體內，且具有一體液樣品入口、一中段岔口和一體液樣品出口，其中該中段岔口與該體液樣品出口間具一特定距離，且容許自外界觀察該體液樣品在該特定距離內之一程度；一空氣泵浦，用以提供一操作氣壓；以及一空氣通道，具有一第一端和一第二端，其中該第一端連接於該空氣泵浦，且該第二端連接於該中段岔口，其中該體液樣品流道在該特定距離內之體積係該體液樣品之一定量。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中該體液樣品流道自該中段岔口至該體液樣品出口之間形成一定量容積通道，該體液樣品流道和該空氣通道在該中段岔口之前形成一銳角關係，且該定量容積通道和該空氣通道之間形成一鈍角關係。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中該平板型定量裝置具有一第一平面表面，該第一平面表面位於該空氣通道上方鄰近該中段岔口的一位置還配置有一排氣孔。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中該平板型定量裝置具有一定量容積通道，該定量容積通道中還配置一試劑。
  5. 一種用於製做一平板型定量裝置的方法，包含下列步驟：提供具有一透明性質的一上層平板；提供一下層平板； 提供一中層平板，該中層平板具有：一體液樣品流道空間，具有一體液入口位置和一體液出口位置；一空氣通道空間；以及一分岔口，位於該空氣通道空間和該體液樣品流道空間的交會處，其中該體液樣品流道空間從該分岔口到該體液出口位置之區域形成一定量容積通道空間；以及將該下層平板、該中層平板和該上層平板依序堆疊配置。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的方法，其中該定量容積通道空間具有一第一方向，該空氣通道空間具有一第二方向，該第一方向和該第二方向之間具有一鈍角關係，該空氣通道空間具有用以提供操作氣壓輸入的第一端，該方法還包含：提供一空氣泵浦，並將該空氣泵浦配置於該上層平板相對於該空氣通道空間的該第一端的位置。
  7. 一種平板型定量裝置，用以定量與操作一體液樣品，包含：一空氣泵浦，用以提供一操作氣壓；一第一平面表面；以及一第二平面表面，相對立於該第一平面表面而設置，以形成該定量裝置，而於其間形成：一體液樣品流道，具有一體液樣品入口、一流道中段、和一體液樣品出口；以及一空氣通道，具有一第一端和一第二端，其中該第一端連接於該空氣泵浦、該第二端於該流道中段交叉於該體液樣品流道、該空氣通道和 該體液樣品流道自該流道中段共用一共用區域、該共用區域定義該體液樣品之一定量、該共用區域具一特定距離，且容許自外界觀察該體液樣品在該特定距離內之一程度。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的裝置，其中該平板型定量裝置具有一定量容積通道，該定量容積通道和該空氣通道之間形成一鈍角關係。
  9. 如申請專利範圍第7項所述的裝置，其中該平板型定量裝置具有一上層平板，該上層平板位於該空氣通道上方鄰近該共用區域的一位置還配置有一排氣孔。
  10. 如申請專利範圍第7項所述的裝置，其中該平板型定量裝置具有一定量容積通道，該定量容積通道中還配置一試劑。
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